Ο πυρήνας του κυττάρου πιστεύεται ότι είναι ελαστικός σαν μια λαστιχένια μπάλα. Παραμορφώνεται και επαναφέρεται σε σχήμα καθώς το κύτταρο περιηγείται στους πόρους και ανάμεσα στις ίνες μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Τώρα, επιστήμονες από Texas A & M Πανεπιστήμιο και την Πανεπιστήμιο της Φλόριντα έχουν βρει ότι ο πυρήνας του κυττάρου είναι πιο περίπλοκος από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Ανακάλυψαν ότι συμπεριφέρεται περισσότερο σαν σταγόνα υγρού παρά σαν λαστιχένια μπάλα. Η μελέτη απαιτεί μια νέα ματιά στο πώς το σχήμα του πυρήνα γίνεται ανώμαλο σε ασθένειες όπως Καρκίνος.
Ο πυρήνας περιέχει ένα γονιδίωμα που παρακολουθεί α λειτουργία του κυττάρου και συμπεριφορά. Οι κακοσχηματισμένοι πυρήνες είναι προειδοποιητικά σημάδια ασθενειών όπως ο καρκίνος. Είναι πιθανό τα καρκινικά κύτταρα με έναν τόσο ανώμαλο πυρήνα να εξαπλωθούν σε όλο το σώμα, μια διαδικασία γνωστή ως μετάσταση του καρκίνου, το οποίο μπορεί να αποβεί μοιραίο.
Ακόμη και τώρα, παρατηρήσεις πυρηνικού σχήματος χρησιμοποιούνται για τη διάγνωση του καρκίνου. Ωστόσο, η αιτία των ανώμαλων πυρήνων παρέμεινε μυστήριο. Μπορεί να είναι δυνατή η ανάπτυξη νέων μεθόδων για τη θεραπεία του καρκίνου, βοηθώντας τους κυτταρικούς πυρήνες να ανακτήσουν το κανονικό τους σχήμα, κατανοώντας πώς αποκτούν μη φυσιολογικό σχήμα.
Τα ευρήματα από αυτή τη μελέτη είναι κρίσιμα για την κατανόηση του πώς ένα προστατευτικό στρώμα που περιβάλλει τον πυρήνα, που ονομάζεται έλασμα, βοηθά στη διατήρηση του σχήματος του πυρήνα. Ταυτόχρονα, τα κύτταρα σέρνονται μέσα από τα ελικοειδή μονοπάτια μέσω των πόρων και γύρω από τις ίνες των ιστών.
Οι επιστήμονες, σε αυτή τη μελέτη, διερεύνησαν τις πυρηνικές συμπεριφορές τοποθετώντας ινοβλάστες σε μια μινιατούρα τροχιά εμποδίου από μικροσκοπικές, εύκαμπτες κολόνες 1/100 του πλάτους ανθρώπινες τρίχες. Ο πυρήνας των κυττάρων έπρεπε να συμπιεστεί ανάμεσα στους στύλους, σέρνοντας μέσα από αυτόν τον λαβύρινθο των εμποδίων.
Οι επιστήμονες μελέτησαν τις κινήσεις χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο αιχμής, υψηλής ανάλυσης που μπορούσε να συλλάβει εικόνες των τρισδιάστατων δομών των πυρήνων. Η απεικόνιση αποκάλυψε επίσης ότι οι πυλώνες δημιούργησαν βαθιές εσοχές στην πυρηνική επιφάνεια. Ωστόσο, το συνολικό πυρηνικό σχήμα διατηρήθηκε, επιτρέποντας στον πυρήνα να περάσει με επιτυχία σαν μια σταγόνα υγρού, σε αντίθεση με μια ελαστική ελαστική μπάλα από καουτσούκ, μέσα από τα εμπόδια.
Η μελέτη έδειξε επίσης ότι οι πυρήνες μπλέκονται στα εμπόδια λόγω της έλλειψης lamin A/C, ενός από τα κανονικά πρωτεϊνικά συστατικά του ελάσματος. Το εύρημα δείχνει ότι το lamin A/C βοηθά στη διατήρηση της επιφανειακής τάσης της «πυρηνικής σταγόνας».
Ο Δρ Tanmay Lele, Καθηγητής Unocal στο Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής, είπε, «Η δουλειά μας δείχνει έναν θεμελιώδη μηχανισμό με τον οποίο ο πυρήνας διατηρεί το σχήμα του και προστατεύει το γονιδίωμά του. Η ανακάλυψή μας μάς βοηθά επίσης να κατανοήσουμε καλύτερα πώς εμφανίζονται οι κακοσχηματισμένοι πυρήνες στον καρκίνο και πώς να τους κάνουμε δυνητικά φυσιολογικούς ξανά. Τώρα μελετάμε τις επιπτώσεις του μοντέλου σταγόνας για τα ανώμαλα πυρηνικά σχήματα που συνήθως παρατηρούνται στον καρκίνο».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Aditya Katiyar, Jian Zhang et al. Ο Πυρήνας παρακάμπτει τα εμπόδια παραμορφώνοντας σαν σταγόνα με επιφανειακή τάση με τη μεσολάβηση Lamin A/C. Προχωρημένη Επιστήμη, 2022; 9 (23): 2201248 DOI: 10.1002/advs.202201248
